Файл: Курсовая работа выполнена в рамках изучения дисциплины.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 11
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ им. В.Н. ТАТИЩЕВА»
Биологический факультет
Кафедра почвоведения,
землеустройства и кадастров
форма обучения
Серина Мария Васильевна
«Участие подземных вод в развитии геологических и инженерно-геологических процессов на урбанизированных территориях»
Курсовая работа выполнена в рамках изучения дисциплины
«Почвоведение и инженерная геология»
Направление подготовки: 21.03.02. Землеустройство и кадастры
Научный руководитель:
к.г.н., доцент кафедры
почвоведения, землеустройства и кадастров
Столярова Елена Михайловна
Астрахань – 2022
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………3
ГЛАВА 1. ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ: ПОНЯТИЕ, ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ВИДЫ…………………………………………………………………………….5
1.1 Происхождение подземных вод……………………………………………5
1.2 Классификация подземных вод…………………………………………….7
ГЛАВА 2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД…..13
2.1 Водопроницаемость пород………………………………………………..13
2.2 Виды воды в горных породах…………………………………………….15
2.3 Источники подземных вод…………………………………………………16
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД НА ФОРМИРОВАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ……………………………………19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….25
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………….27
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы определяется тем, что именно в эпоху интенсивного развития производительных сил страны и потребления ресурсов подземных вод чрезвычайно большое значение приобретают вопросы их рациональной эксплуатации и использования, охраны от истощения и загрязнения, а также борьбы с безвозвратными потерями.
Рассматривая окружающую среду как материальную систему человек – природа – техника, в которой составляющие компоненты находятся во взаимодействии, нетрудно заметить, что подземные воды в ней играют весьма важную роль, особенно в тех случаях, когда под влиянием крупного водохозяйственного строительства происходит коренное преобразование природных условий. В этих преобразованиях подземные воды нередко представляют собой главную составную часть природной среды.
На экологическое состояние урбанизированной территории оказывают воздействие многие опасные природные и техногенные процессы, которые могут способствовать разрушению различных сооружений, объектов проживания и эксплуатации. При этом для каждого мегаполиса характерны свои особенности их проявлений. Например, в Москве – это карст и суффозия, в СанктПетербурге – подтопление, в Якутске – многолетняя мерзлота, в Мехико – просадка лессов и др. Важную роль играет вода, как один из самых динамичных компонентов подземного пространства. С участием подземных вод образуются такие явления как оползни, заболачивание, плывуны и др. Каждый из них требует специального изучения и проведения необходимых мероприятий для защиты от негативного их воздействия и нормальных условий функционирования города.
Цель работы – рассмотрение процесса влияния подземных вод на формирование геологических и инженерно-геологических процессов на урбанизированных территориях.
Вода, являясь одним из самых распространенных веществ в природе, представляет собой уникальное соединение, благодаря которому на Земле зародилась и существует такое явление, как Жизнь, все то, что мы называем биосферой. Все природные воды теснейшим образом взаимосвязаны и образуют гидросферу, сплошную водную оболочку Земли. Гидросфера — динамичная система, в которой между водными массами всех оболочек Земли поддерживается динамическое равновесие. С участием воды совершается кругооборот веществ и энергии в природе.
Из цели работы вытекают следующие задачи:
1. Рассмотреть процесс формирования подземных вод.
2. Разобрать типы подземных вод по условиям их залегания.
3. Проанализировать химический состав и источники подземных вод
4. Выявить какое влияние оказывают подземные воды на формирование геологических и инженерно-геологических процессов на урбанизированных территориях.
ГЛАВА 1. ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ: ПОНЯТИЕ, ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ВИДЫ
1.1 Происхождение подземных вод
Подземные воды формируются в основном из вод атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и просачивающихся (инфильтрующих) в землю на некоторую глубину, из вод, болот, рек, озер и водохранилищ, также просачивающихся в землю. Количество влаги, прогоняемой таким образом в почву, составляет 15-20% общего количества атмосферных осадков.
По своему происхождению подземные воды бывают: инфильтрационные; конденсационные; седиментогенные; магматогенные, или ювенильные; метаморфогенные, или возрожденные.
1. Инфильтрационные подземные воды возникают из вод атмосферного происхождения, которые тем или иным путем просачиваются на глубину. Ими являются дождевые или талые атмосферные осадки. Доказательством атмосферного происхождения инфильтрационных вод является повышение уровня воды в колодцах при обильном выпадении атмосферных осадков или при быстром таянии мощного снежного покрова и понижение этого уровня в засушливые годы. В отдельных случаях инфильтрационные воды питаются фильтрующими водами из рек, озер, водохранилищ и каналов.
2. Конденсационные подземные воды возникают в результате конденсации водяных паров воздуха в порах и трещинах. Очень часто процесс конденсации происходит в тех климатических зонах, где мало выпадает атмосферных осадков, а испаряемость велика, например в пустынях. В результате конденсации в пустынях под песчаными толщами на водоупорных горизонтах возникают линзы пресных вод, которые нередко располагаются над солеными грунтовыми водами.
3. Седиментогенныеподземные воды (от лат. «седиментум» — осадок) имеют морское происхождение и вследствие этого они представляют собой высокоминерализованные (соленые) подземные воды, залегающие в глубоких слоях толщ осадочных пород. Такие воды возникли в результате захоронения насыщенных водой морских осадков и их преобразования входе диагенеза, т. е. преобразования осадка в горную породу.
В некоторых случаях в толщах осадочных пород смешиваются воды различного происхождения. Особенно сильные изменения претерпевают воды морского генезиса при тектонических погружениях и при погребении их среди мощных слоев осадочных толщ. Они погружаются на значительные глубины в условиях повышенных температур и давлений.
4. Магматогенные, или ювенильные подземные воды(от лат. «ювенилис» — юный). Давно было обращено внимание, что в областях современной или недавней вулканической деятельности присутствуют источники минерализованных вод с довольно высокими температурами (термальные воды). В 1902 г. Э. Зюсс для объяснения происхождения таких вод выдвинул ювенильную гипотезу. По его представлениям такие воды образовались из паров воды, выделяющихся при остывании магмы. Эти воды возникают в результате вулканической деятельности или проникают в приповерхностные части из глубинных сильно нагретых магматических тел, в которых первоначально находится 7— 10
% воды. В процессе кристаллизации магмы и образования магматических пород вода отжимается и по трещинам и разломам поступает в земную кору и местами изливается на поверхность.
Выделившиеся из магматического расплава пары воды конденсируются, насыщаются различными газовыми компонентами и, перемещаясь вверх по трещинам и разломам, пересекают толщи, насыщенные водами другого происхождения. Поэтому вблизи земной поверхности мало вод исключительно ювенильного происхождения. Чаще распространены воды смешанного характера.
5. Метаморфогенныеподземные воды. Такие воды еще называют возрожденными или дегидратационными. Они образуются при метаморфизме осадочных пород или минеральных масс, содержащих в значительных количествах кристаллизационную воду или газово-жидкие включения. К таким породам относятся карбонаты, сульфаты или хлориты. (Короновский Н.В., 2005)
1.2 Классификация подземных вод
Исходя из условий залегания и по гидравлическим признакам подземные воды в верхней части земной коры разделяются на два типа (рисунок 1) (Плотников Н.И., 1990):
- безнапорные, к которым относятся почвенные воды, верховодка, межпластовые воды и грунтовые воды;
- напорные или артезианские.
Рисунок 1 -Классификация подземных вод по условиям их залегания
Безнапорные подземные воды
Почвенные водыраспространены в почвенном слое. Они возникли в результате инфильтрации атмосферных осадков, талых вод и конденсации атмосферной влаги. Качество почвенных вод и их состояние определяются тремя основными факторами: увлажненностью почвы, толщиной зоны аэрации и текстурно-структурными особенностями и составом почвенного горизонта. На территориях, где толщина зоны аэрации большая, а грунтовые воды располагаются глубоко, в почвенном горизонте возникают капиллярные воды, которые заполняют пространства между зернами. Толщина таких капиллярных вод составляет первые десятки сантиметров, и они в свою очередь зависят от мощности самого почвенного горизонта. При неглубоком залегании грунтовых вод возможна подпитка почвенного горизонта за счет таких вод. В этом случае почвенные воды поднимаются вверх по капиллярам.
Верховодка– подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита. Верховодка приурочена к первому от поверхности земли водоупорному пласту, имеющему ограниченное распространение. Верховодка существует в период достаточного увлажнения, а в засушливое время исчезает. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, развивается заболачивание. К верховодке также нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя,
представленные почти связанной водой, где капельно-жидкая вода присутствует только в период избыточного увлажнения.
Воды верховодки обычно пресные, слабоминерализованные, но часто бывают загрязнены органическими веществами и содержат повышенные количества железа и кремнекислоты. Как правило, верховодка не может служить хорошим источником водоснабжения. Однако при необходимости принимаются меры для искусственного сохранения этого типа вод: устраивают пруды, отводы из рек, обеспечивающие постоянным питанием эксплуатируемые колодцы, насаждения растительности или задерживающие снеготаяние.
Межпластовые воды обычно располагаются в водопроницаемых породах, которые сверху и снизу ограничены водонепроницаемыми слоями. Часто они приурочены к приподнятым пластам междуречных массивов в условиях расчлененного рельефа. Обычно они выходят в береговых склонах оврагов, рек и других водоемом в виде нисходящих источников (рисунок 2) (Разумов Г.А., 1984).
Рисунок 2 - Схематический гидрогеологический разрез части речной долины
1 – песок; 2 – песок водоносный; 3 – супеси; 4 – глины; 5 – известняки; 6 – уровень верховодки; 7 – уровень грунтовых вод; 8 – уровень межпластовых ненапорных вод; 9 – уровень артезианских вод; 10 – источники; 11 – направления движения безнапорных подземных вод; 12 – разгрузка артезианских вод в речной аллювий.
Грунтовыми называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте, выдержанном по простиранию, и характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твёрдых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод представляет собой неровную поверхность, повторяющую, как правило, неровности рельефа в сглаженной форме: на возвышенностях он ниже, в пониженных местах – выше.
Грунтовые воды перемещаются в сторону понижения рельефа. Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям. Как отмечалось выше, на него влияют различные факторы: количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова, хозяйственная деятельность человека и многое другое.(Разумов Г.А., 1984)
Во время весеннего половодья и паводков уровень воды в реке, поднимаясь выше уровня речного потока, направленного к реке, вызывает отток воды из нее и подъем уровня грунтовых вод. Это снижает высоту уровня весенних половодий. На спаде грунтовые воды начинают питать реку, и уровень грунтовых вод понижается (рисунок 3). (Пиннекер Е.В., 1984)
